MateriTugas Kelompok Kegiatan 1.1 Teori Atom Mekanika Kuantum

MateriTugas Kelompok
Kegiatan 1.1 Teori Atom Mekanika Kuantum, Bilangan-bilangan Kuantum, serta Bentuk dan
Orientasi Orbital
a. Teori Atom Mekanika Kuantum
Tujuan : Siswa dapat memahami perkembangan Teori Atom Mekanika Kuantum.
Diskusikanlah pertanyaan berikut berdasarkan buku sumber sebagai literatur.
1) Bagaimanakah cara partikel-partikel kecil menyerap dan memancarkan energi radiasi menurut Planck?
2) Jelaskan dengan ringkas Teori Kuantum Planck, lengkap dengan rumusan matematisnya.
3) Apa yang dimaksud dengan tingkat-tingkat energi menurut Bohr?
4) Jelaskan model atom Bohr dengan dilengkapi gambar.
5) Jelaskan kelemahan Teori Atom Bohr.
6) Bagaimana pendapat Broglie tentang lintasan gerakan materi?
7) Berikan rumusan matematis yang diturunkan Broglie.
8) Apa yang dimaksud dengan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg?
9) Apa akibat dari Prinsip Ketidakpastian Heisenberg?
10) Jelaskan teori atom menurut Teori Atom Mekanika Kuantum.
b. Bilangan-bilangan kuantum
Untuk memahami bilangan-bilangan kuantum, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. Anda dapat
mendiskusikannya secara berkelompok.
1) Sebutkan empat bilangan kuantum yang menentukan kedudukan elektron dalam atom, beserta
fungsinya.
2) Lengkapilah data-data berikut.
a) Bilangan kuantum utama (n)
Nilai n = 1, 2, 3, dan seterusnya.
Contohnya, atom O mempunyai nomor atom 8. Tuliskan susunan elektronnya.
Nilai n = 1 menunjukkan ...............
n = 2 menunjukkan ..............
b) Bilangan kuantum azimut (l)
Nilai l = 0, 1, 2, sampai dengan (n–1)
Keterangan: l = 0: subkulit s, l = 1: subkulit p, l = 2: subkulit d, l = 3: subkulit f.
rdasarkan data tersebut, lengkapilah tabel berikut.
n
1
...
3
l
0
0, 1
...
Jenis Subkulit
s
...
...
Jumlah Subkulit
1
2
...
c) Bilangan kuantum magnetik (m)
Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai l. Rentang nilainya mulai dari –l sampai +l.
(1) Lengkapilah tabel berikut.
n
l
m
Jumlah Orbital
Jenis rbital
1
0
0
1
1s
0,1
0
1
2s
2
+1,0,–1
3
2p
…
…
…
…
3
…, …, …
…
…
…, …, …, …, …
5
…
(2) Jelaskan hubungan antara bilangan kuantum azimut dan bilangan kuantum magnetik.
d) Bilangan kuantum spin (s)
Bilangan kuantum spin (s) mempunyai 2 nilai, yaitu + dan –. Nilai s tersebut menggambarkan arah
putaran elektron pada orbital. Tuliskan nilai s tersebut di bawah gambar berikut.
…
…
1
c. Bentuk dan orientasi orbital
1) Orbital s
Orbital s terletak pada subkulit ....., jumlah orbital pada subkulit s ....., bentuk orbital s ......
Gambarkan bentuk dan orientasi orbital s dengan menggunakan koordinat kartesius dengan sumbu x, y,
dan z.
2) Orbital p
Orbital p terletak pada subkulit ....., jumlah orbital pada subkulit p ....., nama orbital-orbital pada
subkulit p, yaitu ....., ....., ....., bentuk orbital-orbital p ......
Gambarkan bentuk dan orientasi orbital-orbital p dengan menggunakan koordinat kartesius dengan
sumbu x, y,
dan z.
3) Orbital d
Orbital d terletak pada subkulit ....., jumlah orbital pada subkulit d ....., nama orbital-orbital pada
subkulit d, yaitu ....., ....., ....., ....., ....., bentuk orbital-orbital d .....
Gambarkan bentuk dan orientasi orbital-orbital d dengan menggunakan koordinat kartesius dengan
sumbu x, y, dan z.
Kegiatan 1.2 Konfigurasi Elektron dan Diagram Orbital
Tujuan : Siswa dapat menuliskan konfigurasi elektron sesuai Aturan Aufbau, Kaidah Hund, dan Asas
Larangan Pauli.
Ada beberapa aturan dalam pengisian elektron dalam atom. Untuk memahami aturan-aturan tersebut,
diskusikanlah hal-hal berikut.
a. Aturan Aufbau
1) Sebutkan urutan penyusunan elektron dalam orbital menurut Aturan Aufbau.
2) Tuliskan konfigurasi elektron unsur-unsur berikut.
a) Na (NA = 11)
d) Fe (NA= 26)
b) Ca (NA = 20)
e) Xe (NA= 54)
c) Br (NA = 35 )
f) Ce (NA=58)
3) Tuliskan konfigurasi elektron ion-ion berikut.
a) K+ (NA=19) c) O2– (NA=8)
b) Sr2+ (NA=38)
d) Cl– (NA=17)
b. Kaidah Hund
Untuk memahami Kaidah Hund, di bawah ini disediakan tabel cara pengisian elektron pada orbital yang
memiliki tingkat energi yang sama, seperti pada orbital p(px, py, pz) dan orbital d (dyz, dxy, dxz,,).
Pengisian pada Orbital
Benar
Salah
subkulit
Jumlah
elektron
p
3
↿ ↿ ↿
d
4
↿ ↿ ↿ ↿
↿⇃ ↿
↿⇃ ↿⇃
Dengan cara yang sama isikan orbital berikut dengan benar :
subkulit
Jumlah elektron
p
4
d
5
f
9
Pengisian pada Orbital
2
c. Asas Larangan Pauli
Untuk memahami Asas Larangan Pauli, simak dan lengkapi tabel berikut.
Tabel bilangan-bilangan kuantum untuk elektron yang berada pada orbital 2p.
Elektron ke7
8
9
10
Bilangan-bilangan kuantum
n
l
m
s
2
2
…
…
1
…
1
…
+1
–1
…
+1
+½
–½
…
…
Berdasarkan tabel di atas, apalkah yang dimaksud dengan azas larangan Pauli ?
Kegiatan 1.3 Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Sistem Periodik Unsur
Tujuan : Siswa dapat menghubungkan konfigurasi suatu unsur dengan letaknya dalam sistem periodik.
Untuk memahami hubungan konfigurasi elektron suatu unsur dengan letaknya dalam sistem periodik,
susunlah konfigurasi elektron dari unsur-unsur yang terdapat pada tabel berikut. Diskusikan dengan
kelompok masing-masing, kemudian jawablah pertanyaan-pertanyaannya.
Lambang
Lambang
Konfigurasi Elektron
Konfigurasi Elektron
Unsur
Unsur
…………………………………..
…………………………………..
11Na
21Sc
……………………………………
……………………………………
19K
26Fe
………………………………….
………………………………….
12Mg
29Cu
……………………………………
……………………………………
38Sr
47Ag
…………………………………..
…………………………………..
9F
58Ce
.………………………………….
.………………………………….
15P
71Lu
……………………………………
……………………………………
36Kr
90Th
……………………………………
……………………………………
53I
92U
Dari tabel data konfigurasi tersebut, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut.
1) Bagaimana kedudukan elektron terluar dari suatu atom dalam suatu golongan?
2) Buatlah denah tabel periodik, kemudian tunjukkan denah untuk blok s, p, d, dan f.
3) Tentukan letak periode dan golongan unsur-unsur berikut dalam sistem periodik.
a) 19 X
d) 24 P
b) 18 Y
e) 47 Q
c) 32 Z
f) 60 R
3